高頻電源變壓器原理
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發(fā)布日期：2018-06-01
使用條件包括兩方面內(nèi)容:可靠性和電磁兼容性.以前只注意可靠性,現(xiàn)在由于環(huán)境保護(hù)意識增強(qiáng),必須注意電磁兼容性. 可靠性是指在具體的使用條件下,高頻電源變壓器能正常工作到使用壽命為止.一般使用條件對高頻電源變壓器影響最大的是環(huán)境溫度.有些軟磁材料,居里點(diǎn)比較低,對溫度敏感.例如:錳鋅軟磁鐵氧體,居里點(diǎn)只有215℃,其磁通密度,磁導(dǎo)率和損耗都隨溫度發(fā)生變化,故除正常溫度25℃外,還要給出60℃,80℃,100℃時(shí)的各種參考數(shù)據(jù).因此,將錳鋅軟磁鐵氧體磁芯的工作溫度限制在100℃以下,也就是環(huán)境溫度為40℃時(shí),溫升只允許低于60℃,相當(dāng)于A級絕緣材料溫度.與錳鋅軟磁鐵氧體磁芯相配套的電磁線和絕緣件,一般都采用E級和B級絕緣材料,采用H級絕緣的三重絕緣電磁線和聚酰胺薄膜,是不是大材小用?成本增加多少?是不是因?yàn)镠級絕緣的高頻電源變壓器優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案,可以使體積減少1/2~1/3的緣故?如果是,請舉具體實(shí)例數(shù)據(jù).作者曾開發(fā)H級絕緣工頻50Hz,10kVA干式變壓器,與B級絕緣工頻50Hz,10kVA干式變壓器相比,體積減小15%到20%,已經(jīng)相當(dāng)可觀了.本來體積就比較小的高頻100kHz10VA高頻電源變壓器,如次級繞組采用三重絕緣線,能把體積減小1/2~1/3,那一定是很寶貴的經(jīng)驗(yàn).請有關(guān)作者詳細(xì)介紹優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,以便廣大讀者學(xué)習(xí).
電磁兼容性是指高頻電源變壓器既不產(chǎn)生對外界的電磁干擾,又能承受外界的電磁干擾.電磁干擾包括可聞的音頻噪聲和不可聞的高頻噪聲.高頻電源變壓器產(chǎn)生電磁干擾的主要原因之一是磁芯的磁致伸縮.磁致伸縮大的軟磁材料,產(chǎn)生的電磁干擾大.例如,錳鋅軟磁鐵氧體,磁致伸縮系數(shù)λS為21×10-6,是取向硅鋼的7倍以上,是高磁導(dǎo)坡莫合金和非晶合金的20倍以上,是微晶納米晶合金的10倍以上.因此錳鋅軟磁鐵氧體磁芯產(chǎn)生的電磁干擾大.高頻電源變壓器產(chǎn)生電磁干擾的主要原因還有磁芯之間的吸力和繞組導(dǎo)線之間的斥力.這些力的變化頻率與高頻電源變壓器的工作頻率一致.因此,工作頻率為100kHz左右的高頻電源變壓器,沒有特殊原因是不會(huì)產(chǎn)生20kHz以下音頻噪聲的.既然提出10W以下單片開關(guān)電源的音頻噪聲頻率,約為10kHz~20kHz,一定有其原因.由于沒有畫出噪聲頻譜圖,具體原因說不清楚,但是由高頻電源變壓器本身產(chǎn)生的可能性不大,沒有必要采用玻璃珠膠合劑粘合磁芯.至于采用這種粘合工藝可將音頻噪聲降低5dB,請給出實(shí)例與數(shù)據(jù)以及對噪聲原因的詳細(xì)說明,才會(huì)令人可信.
屏蔽是防止電磁干擾,增加高頻電源變壓器電磁兼容性的好辦法.但是為了阻止高頻電源變壓器的電磁干擾傳播,在設(shè)計(jì)磁芯結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)繞組結(jié)構(gòu)也應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的措施,只靠加外屏蔽帶并不一定是最佳方案,因?yàn)樗荒茏柚馆椛涓蓴_,不能阻止傳導(dǎo)干擾
